120 Questions
Dans quelles situations est-il favorable d'adapter un traitement physico-chimique ?
Lorsque la STEP reçoit des charges polluantes entrantes fluctuant fortement
Quel est le but principal du traitement physico-chimique ?
Séparer les solides des liquides
Qu'est-ce qu'un ion ?
Une particule chargée électriquement
Quelle est la charge globale d'un anion ?
Négative
Qu'est-ce que la coagulation dans le traitement physico-chimique ?
L'étape initiale du traitement
Pourquoi le traitement physico-chimique est-il nécessaire pour les STEP traitant les micropolluants ?
Parce que les micropolluants nécessitent un traitement spécifique
Quel est le rôle de la floculation dans le traitement physico-chimique ?
Former des flocons à partir des particules solides
Quel est le but du traitement physico-chimique dans les STEP nécessitant des ouvrages compacts ?
Réduire la charge sur le traitement biologique en aval
Quel est l'objectif principal du traitement physico-chimique des eaux usées?
Eliminer les éléments polluants de l'eau usée avant son rejet dans le milieu naturel.
Quel est le rôle du traitement physico-chimique dans la traitement de l'eau?
Intervenir à l'interface, sur la fraction en suspension et la partie dissoute
Quel est le but de la coagulation lors du traitement physico-chimique?
Séparer les éléments polluants de l'eau usée.
Quels sont les éléments qui peuvent être facilement retenus sur les dégrilleurs?
Les éléments à l'état solide et de taille suffisante
Quel est le traitement qui permet d'assimiler les éléments polluants par la biomasse?
Traitement biologique
Quel est le rôle des réactifs dans la coagulation?
De précipiter les éléments polluants.
Quels sont les procédés qui font partie du traitement physico-chimique?
Tous les traitements cités (Abattement du phosphore, Flottation, Filtration, Oxydation, Ozonation, Désinfection)
Quel est le but de la floculation lors du traitement physico-chimique?
Floculer les particules pour les éliminer.
Pourquoi certaines STEP comportent une part plus importante de traitement physico-chimique que d'autres?
Pas d'explication claire
Quel est le but de la précipitation du phosphore?
Abattre le phosphore présent dans les eaux usées.
Quels sont les éléments qui peuvent être décantés facilement?
Les éléments lourds
Quel est le pH optimal pour la coagulation?
Dépend du coagulant utilisé.
Quel est le traitement qui intervient sur la fraction dissoute?
Traitement physico-chimique
Quel est le rôle de la capacité acide dans le traitement physico-chimique?
De contrôler le pH de l'eau usée.
Quel est le but de la détection des problèmes dans le traitement physico-chimique?
De détecter les anomalies dans le fonctionnement du traitement.
Quels sont les traitements qui font partie de la filière traitement des boues?
Pré-épaississement et déshydratation
Quel est le principal objectif du traitement physico-chimique ?
Rendre possible la séparation physique et mécanique des particules
Quel est l'effet du traitement physico-chimique sur les paramètres tels que la DBO5 ?
Une réduction visible
Quelle est la taille typique des colloïdes dans les eaux usées urbaines ?
0.01 à 5 µm
Pourquoi le traitement physico-chimique est-il nécessaire pour la décantation primaire ?
Pour réduire le temps de décantation
Quel est le gain en rendement lors de l'ajout d'un réactif sur les paramètres MES ?
90 %
Quels sont les types de séparation que permet le traitement physico-chimique ?
Décantation, filtration et flottation
Quelle est la charge électrique des colloïdes dans les eaux usées urbaines ?
Négative
Quel est le temps nécessaire à la décantation des colloïdes ?
Très long
Quel est l'avantage de l'acier V4A dans le traitement physico-chimique d'une STEP ?
Il est résistant à la corrosion dans les concentrations utilisées.
Quel est le défaut majeur de la chaux comme coagulant ?
Elle est rarement utilisée seule car d'une part, la consommation de produit est importante pour le même résultat.
Quel est le but principal de l'addition de la chaux dans le traitement physico-chimique ?
D'ajouter de l'alcalinité et du pouvoir tampon.
Quel est le résultat de la précipitation du phosphore dans les eaux usées ?
Un composé insoluble est formé.
Quel est le produit formé lorsque le sel solide se dissout dans l'eau ?
Un cation et un anion séparés.
Quel est le but de l'addition de sulfate ferreux dans le traitement physico-chimique ?
De consommer de la puissance tampon dans certaines situations.
Quel est le problème lié à la manipulation du lait de chaux ?
Il nécessite des précautions particulières pour la réalisation et l'exploitation des postes de préparation et de distribution.
Quel est le résultat de la réaction chimique entre le sel et l'eau ?
Le cation et l'anion se séparent.
Quel est le facteur limitant pour un abattement renforcé du phosphore avec objectif 0.2 mgPtot/L ?
Le captage des miniflocs formés
Pourquoi est-il nécessaire d'ajouter une étape de filtration pour l'abattement des MES ?
Pour capturer les miniflocs formés
Quel est le réactif qui nécessite une installation de préparation particulière ?
La chaux vive
Quel est le résultat de la précipitation du phosphore dans les eaux usées ?
Un abattement de 0.8 mgPtot/L
Quel est le but de la coagulation lors du traitement physico-chimique ?
Floculer les colloïdes
Quel est le rôle de la capacité acide dans le traitement physico-chimique ?
Limitant pour la biofiltration
Quel est le résultat de la floculation lors du traitement physico-chimique ?
Une formation de miniflocs
Quel est le réactif utilisé pour la précipitation du phosphore ?
Le FeCl3
Quels sont les matériaux privilégiés pour le stockage des réactifs très corrosifs?
Les plastiques (PVC, PE)
Pourquoi le polyester armé est-il utilisé pour la réalisation des silos de chaux?
En raison de sa parfaite inaltérabilité et de ses propriétés de glisse
Quel est le résultat de la multiplication de la masse atomique de chaque élément par le nombre d'atomes de cet élément dans le composé?
La masse molaire du composé
Quelle est la formule pour calculer le débit d'une pompe doseuse?
q = Q × C / T
Quel est le nombre d'atomes, de molécules ou d'ions contenus dans une mole?
6,02 × 10^23
Quel est le rôle des cations positifs dans la coagulation?
Ils neutralisent les charges négatives
Quel est le nom du polymère ionique comportant un grand nombre de sites ioniques?
Polyélectrolyte
Quel est l'objectif d'un brassage et un temps de contact minimum lors de la coagulation?
D'augmenter la probabilité de la rencontre des colloïdes négatifs et des cations positifs
Quel est le réactif chimique qui provoque la floculation?
Adjuvant de floculation
Quel est le matériel utilisé généralement pour le mélange des coagulants?
Un coagulateur spécifiquement dimensionné
Quel est le type de polymère qui possède une charge globale nulle?
Non ionique
Quel est le but principal de la précipitation du phosphore?
De précipiter le phosphore
Quel est l'unité de masse utilisée pour exprimer la masse atomique?
Unité de masse atomique
Quel est le rôle des agents auxiliaires dans l'épuration des eaux?
D'être ajoutés à l'eau usée dans un but ciblé
Quel est le rôle de la palette de dosage dans le traitement physico-chimique?
De régler la dilution du produit à la concentration nécessaire
Quel est le résultat de la multiplication de la masse atomique d'un élément par le nombre d'atomes de cet élément dans un composé?
La masse molaire du composé
Quel est l'élément qui contribue à la capacité acide dans le traitement physico-chimique?
La chaux
Quel est le résultat de la réaction chimique entre le sel solide et l'eau?
La séparation du cation et de l'anion
Quel est le problèmes lié à la manipulation du lait de chaux?
La formation de dépôts pouvant boucher les conduites
Quel est le défaut majeur de la chaux comme coagulant?
Sa grande consommation de produit
Quel est le but principal de l'addition de la chaux dans le traitement physico-chimique?
D'ajouter de l'alcalinité et du pouvoir tampon
Quel est le résultat de la précipitation du phosphore dans les eaux usées?
La formation d'un composé insoluble
Quel est le but de l'addition de sulfate ferreux dans le traitement physico-chimique?
De compenser la grande consommation de pouvoir tampon
Quel est l'avantage de l'acier V4A dans le traitement physico-chimique d'une STEP?
Sa résistance à la corrosion
Quel est l'effet des températures hivernales sur la réaction de coagulation ?
Elles ralentissent la réaction.
Quel est le paramètre qui influence la vitesse de brassage lors de la coagulation ?
Le temps de contact
Quel est le but de la coagulation avant une biofiltration ?
Limiter la croissance biologique hétérotrophe sur le biofiltre
Quel est le dosage type pour la coagulation en flottation eau industrielle ?
200 gFeCl3/m³
Quel est le paramètre qui n'a pas d'impact sur la coagulation ?
La pression atmosphérique
Quel est le but de la coagulation en traitement physico-chimique ?
Réduire la turbidité
Quel est le résultat de la coagulation sur la croissance biologique hétérotrophe sur le biofiltre ?
Elle la réduit
Quel est le dosage type pour la coagulation avant une biofiltration ?
50 gFeCl3/m³
Quel est le facteur limitant pour un abattement renforcé du phosphore avec objectif 0.2 mgPtot/L?
Le captage des miniflocs formés
La chaux vive nécessite une installation de préparation pour être stockée.
True
Quel est le réactif utilisé pour la précipitation du phosphore?
FeCl3
Le dosage maximum est limité par la _______________________ .
alcalinité
Quel est le but de l'ajout d'une étape de filtration pour l'abattement des MES?
Pour renforcer l'abattement des MES
La floculation est la même chose que la coagulation.
False
Match the following equipment with their purpose in the treatment process:
Stockage = To store the reactants Préparation = To prepare the reactants for use Filtration = To capture the miniflocs formed Coagulation = To remove the charge
Quel est le résultat de la précipitation du phosphore dans les eaux usées?
0.8 mgPtot/L
Quel est l'avantage de l'acier V4A dans le traitement physico-chimique d'une STEP ?
Résistance aux corrosifs
La chaux vive est un coagulant utilisé dans le traitement physico-chimique.
True
Quel est le facteur qui influence l'efficacité d'un coagulant?
La valence de son cation
Les sels formés avec le _______________________ décantent mieux.
fer
Match each coagulant with its corresponding cation:
Chlorure ferrique = Fe3+ Sulfate ferreux = Fe2+ Sulfate d'aluminium = Al3+ Chaux vive = Ca2+
Quel est le désavantage de l'utilisation du FeCl3?
Les chlores libérés sont corrosifs pour les aciers
L'aluminium est un coagulant plus efficace que le fer.
False
Quel est l'effet secondaire souhaité du fer dans le traitement physico-chimique?
Capturer les sulfates dans le digesteur
Quel est le rôle de la chaux dans le traitement physico-chimique ?
Ajouter de l'alcalinité et du pouvoir tampon
La chaux est souvent utilisée seule comme coagulant.
False
Quel est le problème lié à la manipulation du lait de chaux ?
Les dépôts qui peuvent boucher les conduites et bloquer les équipements mécaniques.
Le sulfate ferreux a une grande consommation de _______________________ et doit être utilisé en combinaison avec la chaux dans certaines situations.
pouvoir tampon
Quel est le rôle de l'acier V4A dans le traitement physico-chimique d'une STEP ?
Résister à la corrosion
Match the following reactions with their descriptions:
Dissolution du sel = Le sel solide se dissout dans l'eau, le cation et l'anion se séparent Précipitation du phosphore = Le cation métallique du réactif se lie avec les orthophosphates présents dans l'eau usée
La chaux est souvent utilisée pour ajouter de l'alcalinité et du pouvoir tampon.
True
Quel est le produit formé lorsque le sel solide se dissout dans l'eau ?
Un cation et un anion
Quel est l'effet des températures hivernales sur la réaction de coagulation?
Elles ralentissent la réaction
Le pH et l'alcalinité sont des paramètres importants pour la coagulation.
True
Quel est le but de la coagulation avant une biofiltration?
Limiter la croissance biologique hétérotrophe sur le biofiltre en diminuant la charge carbonée.
La vitesse de brassage est un paramètre qui influence la _______________.
coagulation
Quel est le dosage typique de FeCl3 pour la flottation d'eau industrielle?
>200 gFeCl3/m³
Match les applications avec les valeurs types de dosage de FeCl3:
Flottation eau industrielle = >200 gFeCl3/m³ Avant une biofiltration = ~50 gFeCl3/m³
La capacité acide joue un rôle important dans la coagulation.
True
Quel est l'objectif du traitement physico-chimique en ce qui concerne la correction du pH?
Généralement, il n'est pas nécessaire de corriger le pH avant la coagulation.
Quels sont les matériaux privilégiés pour le stockage des réactifs très corrosifs?
Les plastiques (PVC, PE)
Le polyester armé est utilisé pour la réalisation des silos de chaux en raison de sa résistance à la corrosion.
False
Quel est le débit d'une pompe doseuse qui permet de régler la dilution du produit à la concentration nécessaire?
Q·T / C
La réussite de l'opération de coagulation dépend notamment de la probabilité de la rencontre des colloïdes ______________________ et des cations positifs des coagulants.
négatifs
Match the following materials with their usage in the treatment process:
PVC, PE = Stockage des réactifs très corrosifs Polyester armé = Réalisation des silos de chaux Acier = Présent dans les réactifs chlorés acier inoxydable = Pas utilisé pour le stockage des réactifs
La coagulation nécessite un brassage et un temps de contact maximum.
False
Quel est le but de la précipitation du phosphore?
Régler les pompes doseuses
La capacité acide est importante dans le traitement physico-chimique car elle permet de ______________________ les interactions entre les réactifs et les éléments polluants.
améliorer
Study Notes
Définition et Concepts Généraux
- Le traitement physico-chimique est la séparation physique solide-liquide après ajout de réactifs chimiques.
- Il comporte généralement les trois étapes suivantes :
- Coagulation
- Floculation
- Séparation
- Un ion est une particule chargée électriquement et formée d'un atome ou d'un groupe d'atomes ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
- Un anion est un ion dont la charge globale est négative.
- Un cation est un ion dont la charge globale est positive.
Coagulation et Floculation
- L'objectif principal du traitement physico-chimique est de rendre possible la séparation physique et mécanique des particules en suspension dans l'eau ou présent sous forme dissoute (phosphore).
- La coagulation est un processus permettant de neutraliser la charge électrique négative des colloïdes pour former des flocons qui peuvent être facilement éliminés.
- Les colloïdes sont des particules en suspension de petite taille (env. 0.01 à 5 µm) et généralement chargées négativement dans les eaux usées urbaines.
- Le temps nécessaire à la décantation des colloïdes est très long.
- La floculation est un processus qui permet de créer des flocons plus gros et plus denses qui peuvent être facilement éliminés.
Réactions et Procédés
- L'ajout de coagulant de type sels métalliques dans les eaux usées entraîne la dissolution du sel, la précipitation du phosphore et la formation d'un composé insoluble.
- La chaux peut être achetée sous forme "vive" en poudre ou "éteinte" liquide appelé lait de chaux.
- La chaux est rarement utilisée seule comme coagulant car la consommation de produit est importante et la manipulation est difficile.
Abattement du Phosphore
- Le traitement physico-chimique est adapté pour l'abattement du phosphore.
- Le rapport métal-phosphore (Me/P) est important pour l'abattement du phosphore.
- La précipitation du phosphore dépend de la concentration en phosphore et du pH de l'eau.
Stockage des réactifs
- Les plastiques (PVC, PE) sont privilégiés pour le stockage des réactifs corrosifs.
- L'acier, même inoxydable, est à éviter en raison de sa vulnérabilité aux réactifs chlorés.
Installation de préparation de lait de chaux
- La figure 6 montre le schéma d'installation de préparation de lait de chaux à partir de chaux vive.
- Le polyester armé convient bien pour la réalisation des silos de chaux en raison de sa parfaite inaltérabilité et de ses propriétés de glisse.
Pompe doseuse
- Le débit de la pompe doseuse se calcule comme suit : q = Q·T / C
- q = débit de la pompe doseuse à déterminer (l/h)
- Q = débit d'eaux usées à traiter (m³/h)
- C = concentration de la solution de réactif (g/l)
- T = concentration optimale en réactif à appliquer (g/m³)
Coagulation
- La réussite de l'opération de coagulation dépend de la probabilité de la rencontre des colloïdes négatifs et des cations positifs des coagulants.
- Les cations positifs neutralisent les charges négatives, ce qui nécessite un brassage et un temps de contact minimum.
- Le mélange se fait généralement dans un coagulateur spécifiquement dimensionné ou dans un bassin de la STEP possédant ces propriétés.
Précipitation du phosphore
- Le facteur limitant pour un abattement renforcé du phosphore avec un objectif de 0,2 mgPtot/L est le captage des miniflocs formés.
- Une étape de filtration (avec ou sans dosage de floculant) est nécessaire en plus de la précipitation par un coagulant.
- La précipitation du phosphore nécessite ~10 gFeCl3/m³, avec un effluent de 0,8 mgPtot/L.
Equipements
- Les réactifs sont généralement livrés sous forme liquide et stockés dans des cuves en solution concentrée.
- L'acier V4A est généralement apte à résister à la corrosion dans les concentrations utilisées dans le traitement physico-chimique d'une STEP.
- Le sulfate ferreux a une grande consommation de pouvoir tampon et doit être utilisé en combinaison avec la chaux dans certaines situations.
Chaux
- La chaux peut être achetée sous forme « vive » en poudre ou « éteinte » liquide appelé lait de chaux.
- La chaux est rarement utilisée seule comme coagulant car sa manipulation est difficile.
- Le lait de chaux nécessite des précautions particulières pour la réalisation et l'exploitation des postes de préparation et de distribution.
Réactions
- Lors de l'ajout de coagulant de type sels métalliques dans les eaux usées, le sel solide se dissout dans l'eau, le cation et l'anion se séparent.
- Le cation métallique du réactif se lie avec les orthophosphates présents dans l'eau usée, formant un composé insoluble.
Polymères et floculants
- Un polymère est une macromolécule formée par des unités appelées monomères qui sont reliées entre elles et se répètent.
- Un polyélectrolyte est un polymère ionique comportant un grand nombre de sites ioniques.
- Un agent auxiliaire est un réactif ou additif chimique ajouté à l'eau usée dans un but ciblé.
- Un adjuvant de floculation ou floculant est un réactif chimique provoquant la floculation.
Caractéristiques des réactifs
- L'acier V4A est généralement apte à résister à la corrosion dans les concentrations utilisées dans le traitement physico-chimique d'une STEP.
- La chaux peut être achetée sous forme "vive" en poudre ou "éteinte" liquide (lait de chaux).
- La chaux est rarement utilisée seule comme coagulant car elle nécessite une grande consommation de produit pour le même résultat et sa manipulation est difficile.
Réactions
- Lors de l'ajout de coagulant de type sels métalliques dans les eaux usées, le sel se dissout dans l'eau, le cation et l'anion se séparent.
- Le cation métallique du réactif se lie avec les orthophosphates présents dans l'eau usée, formant un composé insoluble.
- Les températures hivernales ralentissent la réaction, ce qui peut être compensé par un temps de rétention prolongé.
Valeurs types pour les différentes applications
- Les valeurs types pour les différentes applications dépendent de la définition précise de chaque STEP et chaque application.
- Exemple : pour la flottation eau industrielle, le dosage est de >200 gFeCl3/m³ pour retirer le maximum de matières par flottation.
Coagulants
- Les coagulants métalliques (chlorure ferrique, sulfure ferreux, sulfate d'aluminium) sont utilisés en fonction de la efficacité, coût, effets secondaires et caractéristiques de l'eau à traiter.
- Le fer est préféré à l'aluminium en Suisse car il capture les sulfates dans le digesteur.
- L'aluminium a un effet secondaire biocide pour combattre les filamenteuses.
Stockage et préparation
- Les réactifs utilisés sont très corrosifs, donc les matériaux privilégiés pour le stockage sont les plastiques (PVC, PE).
- L'acier, même inoxydable, est proscrit au contact de tous les réactifs chlorés usuels.
- Le polyester armé est utilisé pour la réalisation des silos de chaux en raison de sa parfaite inaltérabilité et de ses propriétés de glisse.
Réacteur
- La réussite de l'opération de coagulation dépend de la probabilité de la rencontre des colloïdes négatifs et des cations positifs des coagulants.
- Une coagulation réussie nécessite ainsi un brassage et un temps de contact minimum.
Ce quiz couvre les principes de base du traitement des eaux usées, notamment la séparation des éléments indésirables et la détection des fractions dissoutes. Vous trouverez des questions sur les différents processus de traitement physico-chimique et biologique.
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